一些含鎳量通常不是特別高的奧氏(shi)體不銹鋼(母材金屬或焊縫),特別是為了提高焊縫抗熱裂紋而設計體積分數為3%~5%或更高的鐵素體組織的焊縫,在650~850℃高溫持續服役的過程中會發生σ相的脆變。受各種物理、冶金因素的影響σ相可在晶界,或順著孿晶界和滑移帶形成,長大成塊狀或在奧氏體晶粒內形成針狀或片狀,以魏氏體組織形式存在。由片狀構成羽狀組織的σ相的脆化效果極壞,使塑性、韌性及持久強度都大大降低;而塊狀尤其是細粒狀σ相的不良影響較輕。不同牌號的鋼析出σ相的敏感溫度區也不相同。例如,06Cr25Ni20奧氏體型不銹鋼,在溫度低于800℃時,σ相析出緩慢;當溫度高于900℃時,σ相就不會析出。對于18-8型不銹鋼當溫度超過850℃時,就不會析出σ相。鎳含量很高的穩定純奧氏體不銹鋼很少發生σ相的脆變或者說。相脆化程度輕,可以長時間工作。


  為了防止奧氏體型(xing)不銹鋼焊縫金屬形成(cheng)σ相(xiang)的(de)(de)脆化(hua)問(wen)題(ti),應采(cai)取下列措施:首先選擇焊接(jie)材料(liao)時就不能只(zhi)考(kao)慮(lv)防止熱(re)裂紋而選用(yong)使焊縫出現多量的(de)(de)鐵(tie)素體組織;同時還(huan)要(yao)嚴格(ge)限制焊接(jie)材料(liao)中加速(su)σ相(xiang)形成(cheng)元(yuan)素如(ru)鉬、硅(gui)、鈮(ni)等,適(shi)當降低(di)其鉻(ge)含量和提高鎳的(de)(de)含量:其次在焊接(jie)工藝方面,要(yao)選用(yong)熱(re)輸入低(di)的(de)(de)焊接(jie)方法,焊件(jian)不能在600~850℃溫度區域進行焊后熱(re)處理,以(yi)減少或避免(mian)在此(ci)溫度的(de)(de)停留時間,從而避免(mian)。相(xiang)脆化(hua)的(de)(de)產(chan)生。


  總之,在腐蝕介質工作環境長期服役的耐酸不銹鋼焊接構件,對σ相沒有嚴格控制,即使出現了σ相也可以通過熱處理消除。對于在600~850℃高溫條件持續服役的耐熱不銹鋼焊接構件,σ相脆化是一個極為重要的問題,所以對耐熱不銹鋼的選用,焊接方法、焊接材料的確定,都要慎重。